内容正文:
6.1 平面向量的概念
2019版人教·普通高中教科书·数学·A版·必修第二册
授课教师:武越
情 境 引 入
德国数学家莱布尼茨曾经从位置几何学研究的视角进行过预想:
“我已经发现了一些完全不同的有新特点的元素,即使在没有任何图形的情况下,它也能有利于表达思想、表达事物的本质.我的这个新系统能紧跟可见的图形,以一种自然的、分析的方式,通过一个确定的程序同时给出解、构造和几何的证明.”
逐渐形成和发展起来的向量及其理论
情 境 引 入
位移:小船由A地向东南方向航行15 n mile到达B地
速度:小船航行的速度为10 n mile/h,方向是东南方向
重力:物体受到的重力是竖直向下的
物体质量越大,它受到的重力也越大
浮力:物体在液体中受到的浮力是竖直向上的
物体浸在液体的体积越大,它受到的浮力也越大
这些量有什么共同的特点?
大小:15 n mile 方向:东南方向
大小:10 n mile/h 方向:东南方向
大小:G=mg 方向:竖直向下
大小:F=kV 方向:竖直向上
既有大小,又有方向
向量的实际背景与概念
※ 我们知道,从一支笔、一棵树、一本书……中,可以抽象出只有大小的数量“1”
※ 类似地我们可以对力、位移、速度……这些量进行抽象,形成一种新的量
标量
矢量
在数学中呢?
物理学
只有大小
既有大小又有方向
向量的实际背景与概念
向量与数量
向量:在数学中,我们把既有大小,又有方向的量叫做向量
数量:只有大小,没有方向的量称为数量
标量
矢量
你能举出一些向量和数量的例子吗?
向量的几何表示
※ 数量:可以用实数表示,例如,1,-3,…
几何表示:
实数与数轴上的点一一对应
类比物理中的矢量力、位移等
可以用带箭头的线段来表示向量
线段按一定比例(标度)画出,它的长短表示向量的大小.箭头的指向表示向量的方向
如何表示向量?
向量的几何表示
有向线段
具有方向的线段叫做有向线段
有向线段的三个要素:起点、方向、长度
以A为起点、B为终点的有向线段记作,线段的长度也叫做有向线段的长度,记作 .
向量的几何表示
向量的表示
①几何表示
向量可以用有向线段来表示,我们把这个向量记作向量.有向线段的长度表示向量的大小.有向线段的方向表示向量的方向.
②字母表示
向量可以用字母,b,c,…表示.(印刷用黑体,书写用.)
向量的大小称为向量的长度(或称模),记作.
向量的几何表示
【思考1】向量可以用有向线段来表示,那向量是否就是有向线段呢?有向线段是否就是向量呢?
向量与有向线段不同.
有向线段的要素:起点、方向、长度.
向量的要素:方向、长度(模).
有向线段位置是固定的,与起点有关;向量的位置是自由的,与起点无关.
向量的几何表示
【思考3】线段与线段相同吗?向量与向量相同吗?
线段与线段相同,但向量与向量不相同,它们方向相反.
【思考2】向量能否比较大小呢?
向量是不能比较大小的,但向量的模(是正数或零)是可以比较大小的.
特 殊 向 量
比较特殊的数:0和1
比较特殊的向量:长度为0和1的两个向量
两个特殊向量
①零向量:长度为0的向量,记作.
②单位向量:长度等于1个单位长度的向量.
规定:零向量的方向是任意的.
单位向量有无数多个,大小相等,但方向不一定相同.
【问题】结合学习实数的相关经验和已有的向量知识,利用类比的方法思考:哪些数比较特殊?哪些向量比较特殊?这些向量的特征是什么?
向 量 之 间 的 关 系
【问题】在实数中有相等和相反数两个基本概念,同学们能否在书中找出向量的类似概念?
平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.
如右图,用有向线段表示的向量 b 是两个平行向量,向量 平行,记作 ∥ b .
我们规定:零向量与任意向量平行.
向 量 之 间 的 关 系
相等向量
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.
如右图,用有向线段表示的向量相等,记作 .
【问题】结合我们提到的向量的位置是自由的,与起点无关,你对平行向量有没有进一步的理解呢?
向 量 之 间 的 关 系
共线向量
任一组平行向量都可平移到同一直线上,因此,平行向量也叫做共线向量.
向 量 之 间 的 关 系
【思考4】你能用充分条件、必要条件等来描述平行向量、相等向量、共线向量之间的联系吗?
平行向量
共线向量
相等向量
平行向量
例1. 判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若<m> 平行, 平行,则 平行.( )
×
(2)若 <m> 都是单位向量,则